微电网主从控制建模仿真

考虑到微电网内分布式电源和负荷所具有的分散性,根据分布式电源的类型以及与储能装置的不同组合方式,采用不同的控制策略分别进行了相应控制器的设计.基于下垂特性的Droop控制可实现负荷功率变化时不同分布式电源间变化功率的共享,而电压/频率(V/f)控制和Droop控制均可在微电网孤岛运行时为微电网系统提供频率支撑;PQ控制可根据实际运行情况实现分布式电源有功和无功功率的指定控制.根据不同电源特性针对性地采用不同控制技术组合,并对微电网孤岛运行模式和并网运行模式之间切换的运行特性进行分析,获得了微电网中相应分布式电源的功率、电压、电流及系统频率的变化规律,证明了PQ-V/f以及PQ-Droop综合控制策略的正确性和有效性.     

应用于超级电容储能的开关准Z源双向DC/DC变换器研究

为了解决超级电容储能系统中超级电容升降压变换比较低以及输出电压波动较大的问题,同时在升压时提高充电速度,本文提出一种新颖的开关准Z源双向DC/DC变换器。该变换器添加了2个开关电容,升压过程中电压增益提升1/4,降压过程中降压系数减小1/5,并使开关管的电压应力降低1/5。论述了超级电容升压放电模式以及充电降压模式的工作过程,并设计了电压/电流双闭环升压控制策略,使输出电压波动小于0.98%,电感电流幅度减小0.82 A。同时设计恒电流转恒电压降压控制策略,提升9.26%充电速率。MATLAB仿真证明了所提变换器的特性和理论分析。     

串联超级电容组动态分段充电控制策略

针对目前的超级电容组充电策略存在过压风险和容量利用率较低的缺陷,在现有充电方法的基础上,提出一种动态分段超级电容充电控制策略,提高了超级电容容量利用率.该方法划分为恒流充电、恒压充电与浮充3个阶段,恒流充电又划分为启动阶段、恒流阶段与充电终止阶段,恒压充电根据单体电压动态确定,设计了状态机实现该方法.采用带有均压电路的串联电容组模型进行仿真实验以验证充电效果.仿真结果表明:该方法可将超级电容利用率提高9%.     

孤岛运行下微电网并联逆变器下垂控制策略研究

随着全球能源互联网的发展,微电网也得到了迅速的发展.微电网系统的稳定性和可靠性将直接受到逆变器运行特性的影响.结合微电网的电压、频率、有功功率和无功功率,分析了逆变器下垂控制的运行特性,实现了孤岛模式下微电网并联逆变器的下垂控制策略的优化.通过数学建模并搭建MATLAB/Simulink仿真模型,详细分析了孤岛模式下微电网负载变化时电压和频率的动态特性.仿真结果验证了微电网并联逆变器下垂控制策略优化的正确性和有效性.     

低压微网多逆变电源的综合控制策略设计

针对微电网通常是接入低压配电网的情况,分析了低压微电网输电线路与传统高压输电线路阻抗比的差异,对低压微网功率传输进行了理论修正.在此基础上采用不同的控制策略对低压微电网进行综合控制,联网模式下为了执行支撑本地电压和调节馈线潮流,微电源采用PQ控制策略;孤岛模式下为确保负荷能各自快速分担负载和电压频率稳定,微电源采用电压频率V/f下垂控制.为保证逆变器输出阻抗与线路阻抗相匹配,在逆变器控制策略中引入阻性虚拟阻抗,根据低压线路参数呈阻性的特点,对传统高压大电网下垂特性进行修正,通过旋转坐标正交变换矩阵,对电压频率V/f下垂控制进行了改进,使得传统的V/f下垂控制得以扩展应用于低压微网中.仿真验证分析,证明了低压微电网系统下设计的综合控制策略能够保证系统与运行的稳定性和可靠性.     

微型电网双向DC/DC控制策略研究

分析户用型微电网系统Buck/Boost型双向直流斩波器(DC/DC)分别运行于Buck、Boost两种不同模式时的控制机理;针对不同运行模式,分别提出储能微源恒电流充电控制策略和恒母线电压放电控制策略。恒电流充电控制策略可实现储能装置稳态及直流母线电压突变时的恒电流充放电,恒母线电压放电控制策略既可满足系统稳态运行控制,也能满足直流母线参考电压突变及负载突变条件下的动态运行控制;仿真结果证明控制策略实现了期望的控制目标。     

船舶微网蓄电池储能系统安全充放电控制策略

为确保船舶微网蓄电池储能系统的安全充放电,提出一种新型充放电控制策略.该控制策略结合双向DC/DC变换器,以蓄电池侧电感平均电流为内环,充电过程外环采用恒压、涓流切换控制方式,放电过程外环采用恒功率、恒压切换的控制方式.以蓄电池剩余容量和端电压状态为约束条件,充放电过程均采用三阶段切换控制模式,详细分析了该控制策略下的运行过程,并对不同模式切换控制下的蓄电池运行特性进行仿真.搭建了一台试验样机,运行结果表明,蓄电池在该控制策略下能够在安全区域高效稳定运行,并具有快速的动态响应能力.     

微电网并网和孤岛运行的无缝切换控制策略

微电网并网与孤岛运行模式之间的无缝切换控制策略是保证其安全稳定运行的重要因素。将新型主从控制策略及对等控制策略相结合,对微电网的并网模式向孤岛模式的切换过程进行控制。在DigSILENT/PowerFactory平台上构建由光伏电池和蓄电池相结合的微电网仿真模型,验证了所提出控制策略的正确性,保证了微电网有功、无功、电压及频率的稳定性。     

一种应用于低功耗SRAM的新型预充电策略(英文)

针对传统预充电技术在SRAM每次读操作前都要进行预充电的方式,提出了一种新型的SRAM间歇式预充电技术,即只在位线电压较低时才充电的策略.该技术在面积不变的前提下降低了SRAM的读功耗,并且成功应用于8 KB 4路组相连cache中.为了精确验证该技术,将cache中的tag部分21×128 bit SRAM阵列及外围电路,分别采用传统预充电技术和该预充电技术进行单独仿真.Hspice的仿真结果表明,在SMIC0.18μm工艺下,工作频率为250 MHz,电源电压为1.8 V时,该技术在连续读操作过程中可以在保证读出结果正确的前提下,比传统方式节省大约24.4%的读功耗.     

集成式车载充电器软启动控制策略研究

针对电动汽车车载充电模块后级高压DC/DC变换器启动时冲击电流较大、软启动控制算法过于复杂的问题,提出将车载充电模块后级高压输出DC/DC变换器与低压输出双向DC/DC变换器集成,共用高压侧电容、控制板和辅助电源;同时提出采用分段式软启动策略将低压电池通过双向DC/DC变换器给高压侧电容反向预充电。对该电路和软启动控制策略进行软件仿真,并搭建了一台6.6 kW实物验证,结果表明：该策略不仅能够减小启动冲击电流和开机时间,实现起来也更为简单,且节省了硬件电路,降低了体积、重量和成本,具有较好的应用前景和推广价值。     

基于DSP+CPLD的大功率高效电动汽车充电电源

多单机充电模块并联运行方式在充电后期或是在给电池容量较小的电动汽车充电时,各充电模块均处于轻载状态,且充电电源效率低下,谐波污染严重.为此,文中研制了一款基于DSP+CPLD的ZVZCS大功率电动汽车充电电源模块,搭建了输出功率可达288 kW(600 V/480 A)的实验平台,并提出了一种新型的并联控制策略,该控制策略确保始终以最少的充电模块提供电动汽车所需的充电电流(电压).实验结果表明:单机运行时,充电电源的效率在满载时最高可达96.5%;多单机并联运行时,运用上述控制策略可使充电电源效率始终保持在90.0%以上.     

基于源-荷-储的直流微电网系统协调控制

针对孤岛下独立运行的直流微电网，为了更好的维持系统功率的供需平衡，快速平抑母线电压的波动。利用超级电容和蓄电池的互补特性设计混合储能系统，在下垂控制的基础上，通过增加二次补偿装置抑制负荷功率波动，从而实现直流微电网的精准控制，将系统划分成多个模式运行，通过利用所提的控制策略对各个模块进行联动控制，实现系统平滑的在多个运行模式下切换。完成直流微电网的源-荷-储协调优化控制。最后对其在MATLAB/Simulink上进行仿真实验，验证控制策略的有效性和可行性。     

三相四桥臂变流器并网/孤岛双模式控制策略

针对微网不平衡负载引起的电压不平衡问题,基于三相四桥臂变流器拓扑,采用了一种αβ0静止坐标下的双模式控制策略.并网和孤岛均采用单电流环控制,实现快速响应性能,且仅需指令电流变化即能实现平滑切换.通过电流指令环节合理设计,可实现传统带虚拟阻抗控制的电压电流双环控制性能,简化了控制结构.通过仿真及样机实验对控制策略进行了验证.结果表明:该双模式控制策略在并网模式下可以准确跟踪功率指令;在孤岛模式下可有效抑制不平衡负载的扰动,实现输出电压平衡;在模式切换过程中,该控制方法能够减小负载电压变化与输出电流的冲击,实现负载的不间断供电.     

大功率在线UPS高频整流器充电控制策略研究

针对传统不间断电源充电环节存在的不足,采用PWM整流器取代传统UPS中的整流、充电以及PFC 3个电路模块,并通过对PWM整流器的控制来实现三段式充电方式;同时为了实现各充电阶段的平滑切换,采用基于同步旋转坐标系下的电流闭环滑模控制策略;仿真结果表明：控制策略具有较好的直流侧充电电压跟踪能力,且响应平滑,鲁棒性强.     

超级电容充电系统的设计

设计了一种基于恒流源方式的超级电容充电系统,充电过程分为大电流恒流充电阶段、逐渐减小充电电流阶段、微小恒定电流充电阶段,确保超级电容能够完全充满.利用具有电压线性控制电流特性的MOSFET设计了恒流源,单片机通过控制DA转换器可调节恒流源的大小.编写了上位机软件,可设置充电电流的大小、额定电压及绘制充电过程曲线图.     

混合多电平逆变器拓扑结构及控制系统

为了提高多电平逆变器的性能及效率,提出一种混合多电平逆变器。该混合逆变器由二极管箝位型逆变器(从逆变器)和H桥逆变器(主逆变器)组成,可以在从逆变器不需要电源供电的情况下,实现稳定的多电平电压输出。采用电压平衡控制算法,可以保持从逆变器悬浮的电容电压稳定。从逆变器采用超级电容作为储能单元,可以提高系统的能量利用效率。仿真和实验结果表明:在电机启动时,储能单元的电容电压可以在不添加额外设备的前提下,完成预充电过程,为电机提供启动尖峰功率。在系统稳定运行时,相比相同开关数的逆变器,该混合逆变器可以实现更多电平数的电压输出。     

云广直流孤岛和联网方式下逆变侧换相失败对整流侧影响的对比

针对楚雄换流站在孤岛方式下相比联网方式较为薄弱，发生交、直流系统故障将对站内设备产生较大冲击的问题，分别根据孤岛和联网方式下两次逆变站换相失败的波形对比，分析两种方式下逆变站换相失败对整流站的影响有何不同之处．进而得出孤岛方式下系统运行维护的侧重点。     

共高频母线多端口电力电子变压器启动及预充电控制策略

共高频母线电力电子变压器(high-frequency-bus-based power electronic transformer，HFB-PET)的内部电磁耦合关系复杂、各端口工作模式灵活多样，必须采用性能优越、适应性强的控制策略确保其功能单元有序上电和正常启动。现有启动策略一般针对共直流母线PET而设计，对其预充电过程缺少数学建模，在实际应用中面临不确定性且很难直接推广应用于多端口HFB-PET。在不改变HFB-PET主电路拓扑的前提下，通过设置启动优先级和“主电源”端口的方式设计了一套分步启动流程，适用于HFB-PET的任意工况。另外，还设计了一种基于占空比递增的预充电策略，并对初始占空比和占空比增量进行了数学描述，为预充电控制的实施提供了理论支撑。最后通过仿真和实验验证了所提启动及预充电策略的有效性。所提控制方法无需新增额外设备且不影响HFB-PET的稳态特性，具备无浪涌电流、工况适应性强等优势。     

基于虚拟同步发电机的微网逆变器控制策略

针对基于下垂控制的微网逆变器控制方式的不足,研究了一种新的微网逆变器控制策略.该控制技术通过本体算法的实现及调速器、励磁调节器的设计,模拟了同步发电机的工作特点与控制特性,使微网逆器在孤岛与并网模式下能稳定运行,具有良好的预并列控制及功率均分控制特性,提高了微网逆变器控制的可靠性和灵活性.仿真和试验结果表明:该微网系统能根据有功与无功负荷的变动对逆变器输出电压的幅值与频率进行快速调节,以保持系统电压和频率的稳定性;同时,在逆变器孤岛状态下并联运行时,能根据逆变器容量按比例进行负荷分配,以维持系统的功率平衡,满足了微网逆变电源的控制要求.     

HEV再生制动时NiMH电池快速充电策略与仿真

基于镍氢电池性能实验结果,分析了轻度HEV用镍氢电池在不同SOC情况下不同充电电流的最高温度、温差变化趋势.结合混合动力汽车镍氢电池实际工作情况和电池快速充电理论,基于马斯定律提出了适合混合动力汽车再生制动的镍氢电池恒流分阶段充电控制策略,并进行了HEV镍氢电池快速充电过程的建模与仿真.通过对比该快速充电策略、保护电压恒流充电策略和40 A恒流充电策略下的仿真结果,验证了所提出的电池分阶段恒流充电控制策略的正确性和可行性.